钢铁企业是我国国民经济发展的支柱产业，又是高能耗工业。钢铁企业存在大量未利用的余热，其回收率只有30％～50％，特别是低温余热的回收率不足1％，其原因在于目前尚未有比较成熟的、经济的回收技术。高炉渣经湿法水淬工艺处理后，产生大量90℃左右的低温冲渣水和废蒸汽，冲渣水量达到几千吨/小时，长期排放既浪费了能源，又造成环境污染和水资源流失。因此充分回收这部分低温废热，用于发电，对提高能源利用率具有重要作用。　　 栅板式换热器是本课题组自行开发的高效换热设备，应用于冲渣水这种不洁流体中，传热和阻力特性的影响因素很多，目前面尚无成熟的理论和计算公式。因此需要对栅板式换热器在冲渣水中应用时的流动和传热特性进行理论和实验研究，并归纳出传热与流阻特性方程。此外，需要开发一套高压水射流在线清洗设备，以减小污垢对换热的影响。　　 本文主要工作如下：　　 （1）介绍了本文的研究背景，综述了板式换热器的研究进展，分析了栅板式换热器的热量传递过程，介绍了相关传热计算公式。　　 （2）建立了板外流体流动的二维计算模型，使用Fluent模拟了不同板外流速和板间距下速度场和压力场分布，分析了对板外流体流动和压降的影响。建立了栅板式换热器板内流体流动的二维物理模型，模拟了不同进口流速下板外速度场、温度场和压力场分布，分析了进口流速对流体流动压降和总传热系数的影响。在以上模拟的基础上提出了两种优化板型，并对三种板型进行了传热与流阻性能比较。　　 （3）在钢铁厂冲渣池的现场条件下，对栅板式换热器和其它两种不同材料与板型的板式换热器进行了传热实验测试，比较了三者的传热性能。分析了板内进水流速u1、冲渣水流速v对总传热系数K的影响，分析了板内进水流速ui、温度ti和冲渣水流速v、温度T对板内出水温度t0的影响。拟合得出了传热准则关系式。　　 （4）搭建了栅板式换热器的板内压降测试平台，测试了压降随板内进水流量变化的数据。拟合得到了阻力系数准则关系式。　　 （5）设计了高压水射流清洗系统，给出了高压水射流清洗的具体方案，介绍了装置的构成和各部件选型，根据污垢的生长特性，选取了高压水射流的操作参数，并对清洗前后的板片进行了对比。有效的避免了栅板换热器换热性能随着使用时间的延长而造成的换热性能的下降。